Fiche technique de la barrette LED rectangulaire ambre-jaune LTL-6201KY - Technologie AlInGaP - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTL-6201KY est une source de lumière à l'état solide conçue comme un afficheur en forme de barrette rectangulaire. Sa fonction principale est de fournir une grande zone d'émission, lumineuse et uniforme, pour les applications nécessitant des indicateurs visuels clairs. Le dispositif est fabriqué à l'aide de la technologie avancée des semi-conducteurs AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium), spécifiquement configurée pour produire une lumière ambre-jaune. Cette technologie, déposée sur un substrat transparent en GaAs (Arséniure de Gallium), contribue à son efficacité et à la pureté de sa couleur. Le produit est logé dans un boîtier double en ligne (DIL) standard, le rendant compatible avec diverses techniques de montage, y compris le montage sur panneau ou légende, ce qui élargit son applicabilité dans différents assemblages électroniques et interfaces utilisateur.

1.1 Avantages clés et marché cible

Le dispositif offre plusieurs avantages majeurs qui le rendent adapté à une gamme d'applications industrielles, commerciales et grand public. Sa grande zone d'émission lumineuse assure une visibilité élevée, essentielle pour les indicateurs d'état, le rétroéclairage de légendes et de panneaux, et l'éclairage général dans des espaces confinés. Sa faible consommation d'énergie s'aligne sur les principes de conception modernes d'efficacité énergétique, tandis que son excellent rapport de contraste allumé/éteint garantit que l'indicateur est clairement distinguable entre ses états actif et inactif. Le large angle de vision est un avantage significatif pour les applications où l'indicateur peut être vu depuis différentes positions, pas seulement de face. La fiabilité inhérente à l'état solide de la technologie LED signifie que le dispositif offre une longue durée de vie opérationnelle, une résistance aux chocs et aux vibrations, et des performances constantes dans le temps. Les marchés cibles principaux incluent les tableaux de commande industriels, l'instrumentation, l'électronique grand public, l'éclairage intérieur automobile et toute application nécessitant une lumière indicatrice robuste, fiable et lumineuse.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Une compréhension approfondie des spécifications du dispositif est essentielle pour une intégration correcte dans une conception de circuit. Les paramètres définissent les limites opérationnelles et les performances attendues dans des conditions spécifiques.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées au fonctionnement normal.

• Dissipation de puissance par puce :75 mW. C'est la quantité maximale de puissance qui peut être dissipée sous forme de chaleur par chaque puce LED individuelle à l'intérieur du boîtier sans causer de dégradation.
• Courant direct de crête par puce :100 mA. C'est le courant direct instantané maximal autorisé, mais uniquement dans des conditions pulsées avec un cycle de service de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Le dépasser, même brièvement, peut provoquer une défaillance catastrophique.
• Courant direct continu par puce :25 mA à 25°C. C'est le courant maximal recommandé pour un fonctionnement continu en courant continu. Un facteur de déclassement de 0,33 mA/°C est appliqué pour les températures ambiantes (Ta) supérieures à 25°C. Par exemple, à 50°C, le courant continu maximal serait d'environ 25 mA - (0,33 mA/°C * 25°C) = 16,75 mA.
• Tension inverse par puce :5 V. L'application d'une tension de polarisation inverse dépassant cette valeur peut provoquer la rupture de la jonction PN de la LED.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-35°C à +85°C. Le dispositif peut fonctionner et être stocké dans cette plage de température ambiante.
• Température de soudure :Maximum 260°C pendant un maximum de 3 secondes, mesurée à 1,6 mm (1/16 de pouce) sous le plan d'assise. Ceci est critique pour les procédés de soudure à la vague ou par refusion pour éviter d'endommager le boîtier.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques (à Ta=25°C)

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test spécifiées, fournissant le comportement attendu pendant le fonctionnement normal.

• Intensité lumineuse moyenne (Iv) :Minimum 43 mcd, Typique 109 mcd à un courant direct (IF) de 10 mA. Ce paramètre est catégorisé, ce qui signifie que les dispositifs sont triés ou classés en fonction de leur flux lumineux mesuré. Il est mesuré à l'aide d'un capteur et d'un filtre qui imitent la réponse photopique de l'œil humain (courbe CIE).
• Longueur d'onde d'émission de crête (λp) :595 nm (nanomètres) à IF=20 mA. C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est à son maximum.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm à IF=20 mA. Ceci indique la pureté spectrale ou l'étalement des longueurs d'onde de la lumière émise. Une valeur plus petite indique une lumière plus monochromatique (couleur pure).
• Longueur d'onde dominante (λd) :592 nm à IF=20 mA. C'est la longueur d'onde unique qui représente le mieux la couleur perçue de la lumière par l'œil humain, qui pour ce dispositif se situe dans la région ambre-jaune.
• Tension directe (VF) :Minimum 2,05 V, Typique 2,6 V à IF=20 mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit le courant spécifié. Elle est cruciale pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Courant inverse (IR) :Maximum 100 µA à une tension inverse (VR) de 5 V. C'est le faible courant de fuite qui circule lorsque le dispositif est polarisé en inverse à sa valeur maximale.

3. Explication du système de tri

La fiche technique indique explicitement que l'intensité lumineuse est "catégorisée". Cela fait référence à une pratique courante de l'industrie connue sous le nom de tri (binning). Lors de la fabrication, il existe des variations naturelles dans les performances des dispositifs à semi-conducteurs. Pour garantir une cohérence pour l'utilisateur final, les LED sont testées après production et triées en différents groupes, ou "bacs", en fonction de paramètres clés. Pour le LTL-6201KY, le principal paramètre trié estl'Intensité lumineuse (Iv). La fiche technique fournit une plage (43-109 mcd à 10mA), mais en production, les dispositifs seraient regroupés en sous-plages plus étroites (par exemple, 43-55 mcd, 56-70 mcd, etc.). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants avec un niveau de luminosité connu et cohérent pour leur application, ce qui est vital pour les produits nécessitant un aspect uniforme sur plusieurs indicateurs. Bien que non détaillés explicitement dans cette fiche technique succincte, d'autres paramètres de tri courants pour les LED colorées peuvent inclure la tension directe (VF) et la longueur d'onde dominante (λd) pour garantir la cohérence des couleurs.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que l'extrait de fiche technique fourni mentionne "Courbes caractéristiques électriques/optiques typiques", les graphiques spécifiques ne sont pas inclus dans le texte. Typiquement, de telles courbes pour une LED comme le LTL-6201KY incluraient :

• Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V) :Cette courbe non linéaire montre la relation entre le courant traversant la LED et la tension à ses bornes. Elle est essentielle pour concevoir le circuit de commande, car un petit changement de tension peut provoquer un grand changement de courant.
• Intensité lumineuse vs Courant direct :Ce graphique montre comment le flux lumineux augmente avec l'augmentation du courant de commande. Il est typiquement linéaire sur une plage mais va saturer à des courants plus élevés, et un courant excessif entraîne une baisse d'efficacité et un vieillissement accéléré.
• Intensité lumineuse vs Température ambiante :Cette courbe démontre le déclassement du flux lumineux à mesure que la température de jonction de la LED augmente. Des températures plus élevées réduisent généralement le flux lumineux et peuvent légèrement décaler la longueur d'onde.
• Distribution spectrale :Un tracé montrant l'intensité relative de la lumière émise sur le spectre des longueurs d'onde, centré autour de la longueur d'onde de crête de 595 nm avec une demi-largeur définie.

Les concepteurs doivent consulter la fiche technique complète avec ces graphiques pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions non standard (courants, températures différents) et pour optimiser les performances et la fiabilité.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier et dessin

Le dispositif utilise un boîtier rectangulaire double en ligne. Le dessin dimensionnel fournit les mesures critiques pour la conception du PCB (Carte de Circuit Imprimé), y compris la longueur, la largeur et la hauteur totales du boîtier, l'espacement entre les broches (pas), le diamètre des broches et la position de la fenêtre d'émission lumineuse. La note spécifie que toutes les dimensions sont en millimètres, avec une tolérance standard de ±0,25 mm (0,01 pouces) sauf indication contraire. Le respect précis de ces dimensions est nécessaire pour un montage correct dans les découpes de panneau et sur le PCB.

5.2 Connexion des broches et identification de la polarité

Le LTL-6201KY a 8 broches. Le brochage est le suivant : 1-Cathode A, 2-Anode A, 3-Anode B, 4-Cathode B, 5-Cathode D, 6-Anode D, 7-Anode C, 8-Cathode C. Cette configuration suggère que la barrette rectangulaire contient plusieurs puces LED (probablement quatre, étiquetées A, B, C, D) arrangées dans un circuit spécifique. Le schéma de circuit interne, bien que non détaillé ici, montrerait comment ces anodes et cathodes sont connectées en interne. La polarité correcte est primordiale ; connecter une LED en polarisation inverse l'empêchera de s'allumer et, si la tension inverse nominale est dépassée, peut détruire le dispositif. Le boîtier a probablement un marqueur physique (une encoche, un point ou un chanfrein) pour identifier la broche 1.

6. Directives de soudure et d'assemblage

La section des valeurs maximales absolues fournit le paramètre clé pour la soudure : la température du corps ne doit pas dépasser 260°C pendant plus de 3 secondes. C'est une valeur nominale standard pour de nombreux composants traversants. Pour la soudure à la vague, la vitesse du convoyeur et la température de préchauffage doivent être contrôlées pour respecter cette limite. Pour la soudure manuelle, un fer à souder à température contrôlée doit être utilisé, et le temps de contact avec la broche doit être minimisé. Il est recommandé de souder à au moins 1,6 mm du corps plastique pour éviter les dommages thermiques. Après soudure, le dispositif doit être laissé refroidir naturellement. Des procédures de manipulation appropriées contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être suivies pendant toutes les étapes d'assemblage pour éviter d'endommager la jonction semi-conductrice sensible.

7. Suggestions d'application et considérations de conception

7.1 Scénarios d'application typiques

• Tableaux de commande industriels :Indicateurs d'état pour machines, marche/arrêt, alarmes de défaut et sélection de mode.
• Instrumentation :Rétroéclairage pour interrupteurs, échelles et cadrans sur les équipements de test.
• Électronique grand public :Indicateurs de puissance, témoins de statut de fonction (par ex., enregistrement, lecture, muet) sur les équipements audio/vidéo.
• Intérieurs automobiles :Éclairage pour les interrupteurs du tableau de bord, indicateurs de levier de vitesse ou éclairage général de l'habitacle (lorsque la couleur et la luminosité sont adaptées).
• Légendes et panneaux :Rétroéclairage pour les étiquettes gravées ou imprimées sur les panneaux avant, offrant un aspect professionnel et uniformément éclairé.

7.2 Considérations de conception critiques

• Limitation de courant :Une LED est un dispositif commandé en courant. Une résistance de limitation de courant en série est obligatoire lors de l'alimentation par une source de tension pour définir le point de fonctionnement (par ex., 10mA ou 20mA selon la fiche technique) et éviter l'emballement thermique. La valeur de la résistance est calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (V_source - VF_LED) / I_desired.
• Gestion thermique :Bien que de faible puissance, la courbe de déclassement pour le courant continu doit être respectée. Dans des environnements à température ambiante élevée ou des espaces clos, le courant effectif doit être réduit pour éviter de dépasser les limites de température de jonction, ce qui affecte le flux lumineux et la durée de vie.
• Angle de vision :Le large angle de vision est bénéfique mais doit être pris en compte dans la conception mécanique. La lumière peut déborder dans les zones adjacentes, ce qui peut être souhaitable ou nécessiter des guides de lumière/écrans pour la contrôler.
• Tri pour la cohérence :Pour les applications avec plusieurs indicateurs, il est recommandé de spécifier un bac d'intensité lumineuse serré auprès du fournisseur pour garantir une luminosité uniforme sur l'ensemble du produit.

8. Comparaison et différenciation techniques

Le principal facteur de différenciation du LTL-6201KY est son utilisation de la technologieAlInGaPpour la lumière ambre-jaune. Comparée aux technologies plus anciennes comme les LED standard GaAsP (Phosphure d'Arséniure de Gallium), AlInGaP offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée, ce qui signifie plus de lumière pour la même puissance électrique d'entrée. Elle offre également une meilleure stabilité des couleurs en fonction de la température et de la durée de vie, et une couleur plus saturée et pure grâce à sa demi-largeur spectrale plus étroite. Le facteur de forme en barrette rectangulaire avec une grande zone d'émission et le boîtier DIP le distinguent des LED alternatives plus petites, à source ponctuelle (comme les LED rondes de 3mm ou 5mm) et des dispositifs à montage en surface (SMD), offrant une manipulation plus facile pour l'assemblage traversant et potentiellement une meilleure dissipation thermique via ses broches plus longues.

9. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Puis-je alimenter cette LED à 30mA pour plus de luminosité ?

A : Le courant continu maximal nominal est de 25mA à 25°C. Fonctionner à 30mA dépasse cette valeur nominale, ce qui augmentera la température de jonction, réduira l'efficacité et raccourcira significativement la durée de vie du dispositif. Ce n'est pas recommandé.

Q : La tension directe est indiquée comme "2,05V min, 2,6V typ." Quelle valeur dois-je utiliser pour mon calcul de circuit ?

A : Pour une conception robuste, utilisez la valeur typique maximale (2,6V) pour garantir une marge de tension suffisante. Si vous utilisez le minimum (2,05V) et obtenez un dispositif avec une VF plus élevée, votre circuit peut ne pas fournir assez de courant pour atteindre la luminosité souhaitée.

Q : Que signifie "catégorisé pour le flux lumineux" pour ma commande ?

A : Cela signifie que vous pouvez demander des dispositifs provenant d'une plage de luminosité spécifique (bac). Si votre application nécessite une luminosité cohérente sur plusieurs unités, vous devriez consulter le document de tri détaillé du fournisseur et spécifier le code de bac Iv souhaité lors de la commande.

Q : Puis-je connecter les quatre puces LED internes en série ?

A : Le schéma de circuit interne est nécessaire pour confirmer. Le brochage donné suggère des anodes et cathodes indépendantes pour les puces A, B, C, D. Cela permet typiquement un contrôle individuel ou un câblage dans diverses combinaisons série/parallèle, mais la configuration doit être vérifiée par rapport au schéma pour éviter les courts-circuits.

10. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'état pour un routeur réseau avec quatre témoins lumineux (Alimentation, Internet, Wi-Fi, Ethernet).

Le LTL-6201KY est sélectionné pour sa lumière ambre lumineuse et uniforme et son large angle de vision. Une alimentation de 5V est disponible sur le PCB. Visant un courant direct de 15mA (un compromis entre luminosité et consommation), et en utilisant une VF typique de 2,4V, la valeur de la résistance de limitation de courant est calculée : R = (5V - 2,4V) / 0,015A = 173,3 Ohms. Une résistance standard de 180 Ohms est choisie. Quatre circuits identiques sont construits, un pour chaque LED. Les LED sont montées derrière un panneau avant avec des légendes gravées au laser. Parce que les LED sont triées pour une intensité cohérente, les quatre indicateurs apparaissent également brillants pour l'utilisateur. Le large angle de vision assure que l'état est visible même lorsque le routeur est placé sur une étagère basse.

11. Introduction au principe technologique

Les Diodes Électroluminescentes (LED) sont des dispositifs à semi-conducteurs qui émettent de la lumière par un processus appelé électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction PN du matériau semi-conducteur (dans ce cas, AlInGaP), les électrons de la région de type N se recombinent avec les trous de la région de type P dans la zone de déplétion. Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (particules de lumière). La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par la largeur de bande interdite du matériau semi-conducteur. AlInGaP a une largeur de bande interdite qui correspond à la lumière dans les parties rouge, orange, ambre et jaune du spectre visible. L'utilisation d'un substrat transparent en GaAs permet à une plus grande partie de la lumière générée de s'échapper de la puce, améliorant l'efficacité globale d'extraction de la lumière par rapport aux substrats absorbants.

12. Tendances du développement technologique

La tendance dans la technologie des LED indicatrices continue vers une efficacité plus élevée, une plus grande fiabilité et un emballage plus compact. Bien que les boîtiers DIP traversants comme le LTL-6201KY restent pertinents pour certaines applications nécessitant une gestion de puissance élevée ou une facilité d'assemblage manuel, l'industrie s'est largement tournée vers les boîtiers à montage en surface (SMD) (par ex., 0603, 0805, PLCC) pour l'assemblage automatisé de PCB, économisant de l'espace et des coûts. Pour les LED colorées, la technologie AlInGaP pour le rouge-ambre-jaune et l'InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) pour le bleu-vert-blanc sont devenues dominantes en raison de leurs performances supérieures. Les développements futurs pourraient se concentrer sur une efficacité encore plus élevée (plus de lumens par watt), un meilleur rendu des couleurs pour les LED blanches, et l'intégration de l'électronique de commande (comme les pilotes à courant constant) dans le boîtier LED lui-même ("LED intelligentes"). Cependant, les principes fondamentaux de fiabilité, des spécifications claires de fiche technique, et d'une conception thermique et électrique appropriée restent constants et critiques pour une mise en œuvre réussie.